對掘進機裝運機構的改進設計

張福昌

(久益環球(天津)裝備制造有限公司，天津 300308)

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對掘進機裝運機構的改進設計

張福昌

(久益環球(天津)裝備制造有限公司，天津 300308)

結合個人對掘進機裝運機構的研究經驗與相關文獻，從掘進機使用角度入手，對掘進機裝運機構在實際使用過程中存在的問題進行探討，提出了相應的改進措施，以促進掘進機裝運機構功能與技術的完善。

掘進機；裝運機構；改進設計

裝運機構作為掘進機最為重要的組成部分，其環節結構會對掘進機的使用性能產生巨大影響，影響掘進機的整體生產能力與可靠性，因此，應對掘進機的裝運結構進行深入研究與探討，做好改進設計工作。筆者結合相關參考文獻與個人實踐工作經驗，以BZ160掘進機為例，就掘進機裝運機構的改進設計提出幾點建議，以供參考。

1 掘進機裝運機構存在的問題

據調查分析，絕大多數掘進機的裝運機構在實際使用過程中會發生以下幾個問題：

第一，在煤和清底時鏟板部位還存在著一定的死角，以致于一旦煤堆落到鏟板的兩側死角內，就必須要依靠人工協作才能順利完成裝運工作。第二，由于鏟板部的星輪驅動裝置是由鋼板組合焊接而成的，在實際作業過程中，如果加工量較大，常常會出現焊接變形、星輪輪爪開焊斷裂的問題。第三，因為星輪輪爪的擋煤面是平面，使得在實際作業過程中煤極易受到慣性作用的影響而被甩出，這對收料是極為不利的。第四，因為左右兩個星輪在實際運行過程中往往無法達成同步，不能符合規范要求，也就在運行時造成了較大的阻力。第五，由于第一運輸機的運輸效率較低，且溜槽底板的磨損十分嚴重，無法繼續使用，需要時常予以更換。第六，由于第一運輸機時常發生卡鏈、跳鏈的問題，嚴重影響了掘進機的生產能力。

2 對掘進機裝運機構的改進設計

筆者以EBZ160掘進機為例，運用國內外的一些新技術，對裝運機構實施改進設計，以期進一步增強掘進機裝運機構的實際裝運能力，提高掘進機裝運機構在實際作業過程中的可靠性與穩定性，進而更好地實施施工作業，服務于煤礦企業。

2.1 對掘進機鏟板部的改進設計

掘進機鏟板部是由鏟板體、星輪驅動裝置、動輪三部分共同組成的，其最大的作用是收集切割破落下來的煤，將其耙裝至中間第一輸送機。為解決掘進機鏟板部在實際作業過程中存在的問題，做出以下改進設計。

第一，對鏟板體進行改進設計。鏟板體由主鏟板、左側鏟板、右側鏟板通過高強度的螺栓連接在一起組合而成。傳統掘進機的鏟板體主鏟板與左側鏟板、右側鏟板的上表面往往處在同一平面，內部結構十分復雜，且需要進行大量的焊接工作。在焊接過程中，任何一個環節不合理，就會造成嚴重的變形，矯形也十分困難，難以確保加工精度，也會使星輪下平面與鏟板表面的間隙難以得到有效保障。在長期的使用過程中，主側鏟板的聯結螺栓極易受到剪切而損壞。筆者提出雙鏡面大傾角的改進設計建議，讓主鏟板的運料面為兩平面，夾角為5°，分別與左側鏟板和右側鏟板成同一水平面。這樣設計的最大好處是方便鏟板裝料、清底，降低了鏟板兩側的厚度，最大限度避免了錯誤操作而導致的掘進機截割部與鏟板發生碰撞，延長了掘進機的使用壽命。對于主要的受力板，在下料時應使用整體板材，這樣不僅能提高受力性能，整體結構也相對簡單。此外，還應通過鉸制孔螺栓定位、高強度螺栓連接增加定位銷與后端的連接，使其固定于主側鏟板的前端連接板上，以避免因為縱向竄動而導致聯結螺栓發生損壞。

第二，對星輪驅動裝置進行改進設計。因為結構簡單、可靠性較高、成本較低等諸多優勢，直接驅動方式得到了廣泛的推廣應用，但是在實際作業過程中往往會出現左、右星輪無法同步的問題。筆者選用閥式分流驅動方法，即由一個控制閥對左、右兩側的液壓馬達進行控制，驅動三齒星輪進行轉動，從而使左、右兩側的液壓馬達能夠在實際施工作業過程中得到均衡的流量，從而使左、右星輪在運轉過程中保持一致。此外，還要將焊接式的平直三齒星輪改進為整體鑄造式的弧形三齒星輪，圓弧曲面的輪爪不僅提高了星輪轉動的平穩性與強度，還大大提高了掘進機的裝載效率，改進設計如圖1所示。

圖1 改進設計后的鏟板部Fig.1 The shovel plate after improved design

2.2 對掘進機第一運輸機的改進設計

掘進機的第一運輸機由溜槽、驅動裝置、刮板鏈、張緊裝置組合而成，最大的作用就是將裝載機構收集的物料轉移運送至掘進機后的轉載設備上。為有效解決第一運輸機在作業中存在的問題，做出以下改進設計。

第一，對溜槽進行的改進設計。傳統的掘進機在上山掘進的過程中，往往物料的傾斜角度逐漸變化，超過了掘進機自身的安息角，以致于物料發生下滑，嚴重降低了掘進機的實際運輸能力。筆者提出平面機構的改進方法，使前溜槽與后溜槽在實際送料過程中的位置在同一平面上，使物料的實際運動軌跡呈現小斜率直線行駛，進一步提高運輸機的平穩性，降低運輸過程中產生的阻力。同時，還應改變輸送機前部與掘進機本體之間的連接方式，將輸送機的前端做成叉口，并將其插入到鏟板和掘進機本體連接的鉸接銷軸上，從而有效保持間隙的恒定不變，改進設計如圖2所示。

圖2 改進設計后的溜槽結構Fig.2 Chute structure after improved design

第二，對驅動裝置進行改進設計。驅動架的鏈輪中心與后溜槽的開口槽中心處于一致狀態，因此傳統的掘進機第一運輸機極易發生卡鏈問題。采取將驅動架鏈輪中心上調15 mm的方法，使二者不處于一致狀態，即可有效解決實際作業過程中的卡鏈問題，使第一運輸機的運行變得更加順暢。

第三，對張緊裝置進行改進設計。傳統的掘進機采用的是油脂缸張緊方式，此種方式的生產效率極低，且需要較大的人工勞動強度，油搶也極易發生損壞。將其改進為液壓張緊方式，不僅操作簡單便利，且具有很強的緩沖能力，能夠進行適度張緊，有利于掘進機的施工作業。

3 結語

筆者以BZ160掘進機為例進行分析，提出了掘進機裝運機構在實際使用過程中存在的問題，提出了相應的改進設計方案，旨在為廣大同行提供有益參考。希望在今后的工作中不斷完善掘進機裝運機構，優化裝運機構，提高掘進機的整體設計水平、制造水平，最大限度地提高掘進機的開采效果，獲得更大的經濟效益。

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[6] 王韶蓓.掘進機裝運機構設計[C]//中國科協2005年學術年會第20分會場論文集，2005.

Improved design of boring machine shipping mechanism

ZHANG Fu-chang

(Jiuyi Global (Tianjin) Equipment Manufacturing Co., Ltd., Tianjin 300308, China)

Based on the research experience and related literature of the boring machine, the problems existing in the actual use of the boring machine are discussed. The corresponding improvement measures are put forward to promote the function and technology of shipping mechanism.

Boring machine; Shipping mechanism; Improved design

2017-04-02

張福昌(1984-)，男，機械工程師，本科。

TD421

A

1674-8646(2017)10-0024-02